聚乳酸立构嵌段共聚物的合成与表征.pdf

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1、东为富，等：聚乳酸立构嵌段共聚物的合成与表征l7聚乳酸立构嵌段共聚物的合成与表征去东为富殷宏军施冬健陈明清张王旬(江南大学化学与材料工程学院，无锡214122)摘要以左旋和右旋丙交酯为原料，通过开环聚合制备了含有左旋和右旋乳酸链段的聚乳酸立构嵌段共聚物。采用红外光谱对其分子结构进行表征，表明共聚物已成功合成；并采用差示扫描量热仪和x射线衍射仪对共聚物的熔点和晶型进行研究，表明所得嵌段共聚物具有立构复合结构；采用乌氏粘度计对共聚物的分子量进行研究，表明共聚物的粘均分子量为25600。·关键词聚乳酸立构嵌段共聚物结晶聚乳酸(PLA)是一种可降解塑料，具有良好的差示扫描量热

2、(DSC)仪：DSC822e型，瑞士可堆肥性和生物降解性，不会对环境造成污染。它MettlerToledo公司；具有较高的模量和强度，但由于其结晶速率慢，不x射线衍射(XRD)仪：RigakuD／max2RB型，易结晶，其热变形温度低，这极大地限制了其应用范日本理学株式会社；围。目前主要采用提高PLA结晶度，与耐热型聚合乌氏粘度计：毛细管直径0．55mm，上海亚太技物的共混技术、辐射交联技术、纳米复合技术等来提术玻璃有限公司。高PLA的耐热性，而采用立构复合技术是近年来发1．3试样制备展耐热型PLA的方向。D一丙交酯的纯化：在100mL圆底烧瓶中加入乳酸具有光学活性，

3、存在左旋(L)和右旋(D)10gD．丙交酯和12．5mL乙酸乙酯，5O℃回流使两种对映异构体，因此相应的聚合物也存在多种光其溶解，过滤除去不溶杂质，母液放人冰箱中冷却结学特性。左旋PLA(PLLA)和右旋PLA(PDLA)晶，抽滤后产物放人烘箱中干燥，待用。的熔点为170～18O℃，而PLLA和PDLA形成的立将一定量的L一丙交酯单体加入充分干燥的构复合物则具有200~C以上的熔点，这种结构可100mL三口烧瓶中，再加入30mL的二甲苯(二有效地提高PLA的耐热性，通常采用溶液混合法制甲苯预先采用分子筛干燥)作为溶剂，0．1mL辛酸备这种结构。通过合成制备两嵌段共聚物

4、可获得立亚锡的三氯甲烷溶液作为催化剂，0．0120g丙二醇构复合PLA，但是由于嵌段共聚物中左旋和右旋链为引发剂，安装恒温加热系统、搅拌系统，并通氮气，段未能完全进行复合，所得两嵌段共聚物的熔点只先预热并搅拌使原料充分混合溶解，之后将温度升有l96℃。笔者以左旋丙交酯(L一丙交酯)、右旋高到160℃开始反应。反应一段时间后分批加人D一丙交酯(D．丙交酯)为原料，通过配位开环聚合首丙交酯以制备PDLA—PLLA．PDLA嵌段共聚物，总次制备三嵌段PLA立构共聚物，所得三嵌段共聚物反应时间为24h。中的左旋和右旋链段能很好地进行复合，其熔点为反应结束后，用减压蒸馏的方法去

5、除二甲苯。203oC。所得产物用丙酮溶解，之后加入大量去离子水析出1实验部分白色絮状物，抽滤，放人烘箱中烘干至恒重，得到1．1主要原材料PDLA—PLLA．PDLA嵌段共聚物。反应方程式如图L一丙交酯：东京化成工业株式会社；l所示，原料配比如表1所示。D．丙交酯：株式会社武藏野化学研究所；1．4结构表征1，3．丙二醇：美国AJohnsonMatthey公司；FTIR分析：采用涂膜法对产物进行FTIR分析，辛酸亚锡：美国Newburyport公司。收集范围：4000～400cm-；1．2仪器、设备·国家自然科学基金项目(51003042)、中央高校自主科研项目傅立叶变换

6、红外光谱(FTIR)仪：2000—104型，(JUSRP10906)加拿大ABBBomem公司；收稿日期：2011-08—19l8工程塑料应用2011年，第39卷，第11期初步判断成功合成PDLA．PLLAPDLA共聚物。。+H删Sn(OCt)2H2．2DSC分析。℃H审图3为PDLA．PLLA—PDLA的DSC升温曲线，其数据列于表2。根据文献，PLLA和PDLA的熔点为170～180cC，外消旋PLA(PDLLA)的熔点为150～160℃L4J。由图3、表2可知，PDLA．PLLA．PDLA共聚物的熔点为200~(2左右，与两种均聚物相比，熔点提高了30℃，与PD

7、LLA相比，熔点提高了网1PLA立构嵌段共聚物(PDLA—PLLA．PDLA)的反应方程式近5O。这是由于该共聚物形成了立构复合结构，表1PLA立构嵌段共聚物的原料配比编号L丙交酯D一丙交酯L．丙交酯与D一丙交酯的该结构是由立构规整的聚合物中PLLA和PDLA用量／g用量／g物质的量之比链段复合而形成不同于均聚物的晶型，具有三斜PLD114．8481：1PLD123．26．41：2晶系晶胞，其熔点明显高于均聚物PLLA、PDLA以PLD132．47．21：3及PDLLA。而且，从图3中还可观察到聚合物出现PLD141．967．64l：4了两个熔融峰，